LTE-Advanced系统协作多点传输技术的功率分配研究

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伴随着网络扁平化的趋势,下一代无线接入网逐渐向分布式方向发展,基站之间以协作方式进行无线资源优化配置来提高频谱效率。针对多小区系统性能往往严重受限于邻近小区其他用户干扰的问题,LTE-A系统引入了协作多点传输技术,研究协作多点传输的功率分配对解决干扰问题具有十分重要的意义。   本文采用迫零传输和脏纸迫零传输两种预编码方案,分别以用户平均速率最大和最大公平性为优化目标,以限制每个基站的功率为约束,对协作多点传输的功率分配进行研究。   首先以用户平均速率最大化为优化目标,以限制每个基站的功率为约束,建立优化模型。文中研究了一种最优功率分配算法,由于该算法的求解比较复杂,因此,本文给出了两种次优的改进算法。第一种次优的改进算法是假定用户的符号功率一样,使几个基站为各个用户分配功率的最小值作为用户的功率;第二种次优的改进算法是在多小区系统总功率限制的基础上进行功率优化。通过性能分析,虽然两种次优算法性能稍差于最优功率分配算法,但从复杂度的角度来说,两种改进算法的复杂度较最优功率分配算法的复杂度低,因此两种改进算法具有一定的研究意义。   其次,在实际应用中,仅仅考虑速率最大并不能保证用户的公平性,因此有必要以公平性为优化目标来研究。传统方法以最大化最小速率为优化目标,而本文以max-min SNR和min-max发射功率为优化目标,建立两种优化模型,研究协作多点传输的功率分配。通过与等功率分配算法(假定用户的符号功率一样)进行性能比较,得出结论:基于max-min SNR的功率分配可以改善系统中速率比较低的用户性能;在满足用户最低信噪比需求时,基于min-max发射功率的功率分配方案明显比等功率分配方案消耗的发射功率要小,能有效节省基站发射功率。因此,本文建立的两种优化模型具有一定的研究意义。
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